石墨烯基水性导电油墨的制备及其在低温热管理中的应用

【目的】为了制备环保型的石墨烯基水性导电油墨,印刷高性能柔性电阻加热器(flexible resistive heaters,FRHs),实现锂离子电池的低温热管理。【方法】采用球磨法制备石墨烯基水性导电油墨;采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征石墨烯及印刷图案的形貌和结构;采用平板流变仪和四探针电阻仪表征炭黑含量对石墨烯基水性油墨流变性能和印刷图案导电性能的影响;探讨石墨烯基FRHs的响应速率、热稳定性和力学性能,以及其在锂离子电池低温热管理中的应用。【结果】油墨的静态黏度和黏度恢复率随着炭黑含量的增加而增大,印刷图案的电导率在炭黑质量分数为15%时达到最大,为20383 S/m;石墨烯基FRHs在8 V的低电压下30 s快速达到150℃,能够实现120次的重复开关循环,在72 h的持久运行后温度仅增加2.54%,并且在2000次的弯折后温度变化小于2.1%。在电压为6 V时将锂离子电池从-30℃预热至20℃,并在30 min内实现80%的充电容量。【结论】射流空化法产生的高剥离度、完好晶体结构和较大横向尺寸(1μm)的石墨烯与填充于其中的炭黑使油墨具有合适的流变性,并在印刷图案中构建致密的导电通道,赋予FRHs优异的性能。

金属陶瓷发热体电阻温度系数的高效测定研究

采用了一种全新的方法对金属陶瓷发热体的电阻温度系数(Temperature Coefficient of Resistance,TCR)进行检测。该法利用外加电源对发热体进行动态升温,并连续监测发热体的温度和阻值变化,通过最小二乘法拟合电阻-温度数据,进行数学计算得到TCR值。研究进一步分析了影响检测稳定性的因素,包括红外聚焦方法、测温点位置、连接点位置及输出电压的选择,并验证了新方法测得的数据准确性与重复性。结果表明,新方法与国标法测试结果基本一致,但具有检测时间短、检测限高、检测数据点多等优势,适用于快速批量测试金属陶瓷发热体的TCR值。

某高超声速试验设备带式电阻元件测温技术

针对极端条件下电阻元件的在线温度测量问题,研制一种基于热电偶的带电测温装置。对其结构进行优化,解决测温探头与电阻元件之间的传热、绝缘以及装置自身的密封、强度等问题;通过试验得到装置在马赫数5和6条件下的温度测量值,将稳态下的测量值与计算值及来流温度值进行对比。结果表明:该装置的实测值真实可信,电阻元件处于安全运行温度范围之内,可为完善加热器电阻元件的状态监控提供依据。

纯净空气来流下的超声速燃烧实验装置及其初步实验结果

采用电阻加热的连续式实验设备，在燃烧室进口气流为高温纯净空气、马赫数Ma=2、总温Tt=1000K，总压Pt=0．8MPa条件下，进行了不同当量油气比的氢和乙烯燃料的超声速燃烧室直连式实验。采用从壁面垂直于主流喷射燃料和以氢作为先锋火焰，实现了乙烯燃料的可靠点火和稳定燃烧。实验测量了燃烧室的壁面压力、空气流量、燃料喷射压力、喷管进口总温等参数，并拍摄了燃烧室出口火焰。实验采用的电阻加热设备具有实验介质无污染、稳定运行时间长、工作性能稳定、成本低、操作简单等优点，其主要部件电阻加热器出口的最高温度可达600—1000K，对应的流量为1．5—0．73kg／s、加热器功率为750kW。

薄膜电阻加热器的高精度温控

文中介绍了用掺锡的氧化铟导电膜作为加热方式并采用比例积分微分方式通过A D卡输出电平控制加热电压 ,实现高精度温控 ,重点是针对小热容加热体的特点采用相应的措施通过比例积分微分控制实现精确控温。初步研制成了高发射率、可持续工作并能实现精确控温的高精度薄膜电阻加热板。

改进国产汽车燃油加热器点火性能

分析研究了中国生产的汽车燃油加热器中的主流产品因供油系统和点火系统的性能不够完善而导致使用不便和燃烧运行初期排烟过浓、滴油严重等问题 ,并采用两种不同点火塞进行了排放试验。结果表明 ,该试验方法对降低该产品运行初期的排烟和简化开机操作具有明显效果。

微桥膜换能元结构设计及电阻计算方法

针对微结构换能元设计的规范化问题,从解析几何的基本原理出发,建立微结构换能元参数化结构设计方法,获得不同结构微换能元上、下边界的数学表达式。同时借助于单元离散的基本思想,将微结构换能元离散成有限数量个近似方形的微小单元,依据串、幵联电阻值计算方法,建立微结构换能元电阻值分析计算模型,幵验证了模型准确性。结果表明,菱形和圆弧边界换能元的电阻值随宽度w、特征角度β或特征半径Rc增加呈幂函数形式减小,随长度l增加呈幂函数形式增加。本研究为换能元的结构设计提供技术支撑。

非理想接触条件下阴极热子组件热模拟

本文使用ANSYS软件的热分析模块研究阴极热子组件温度分布,发现氧化铝粉与阴极、支撑筒之间的接触热阻是引起热子温度大幅提升的主要因素,模型计算结果与实验测量结果比较吻合。优化接触面传热性能是改进阴极热子组件工作性能的一条重要途径。

SiC抗氧化机制电弧加热试验

介绍了在电弧加热器上进行的SiC的抗氧化机制研究试验,根据SiC的主动、被动氧化机制,调试出相应试验条件并进行了模型试验。结果表明,SiC在一定的氧分压环境中,表面温度低于转捩温度时,会在表面形成SiO2薄膜,阻止氧向防热层内部扩散,降低了碳同氧的反应程度,阻止了基体碳的烧蚀;当表面温度高于转捩温度时材料发生主动氧化,材料表面发生烧蚀。

空气在不同高度波纹流道内的流阻与传热的数值分析

空气-水波纹板式加热器采用不同于传统的肋片管式加热器的设计方法,传热面为一次表面,与传热介质接触的表面直接参与传热过程,具有结构紧凑、高效的特点,可将其用于空调机组加热器、热风幕等场合.利用流体力学软件FLUENT对空气侧的不同高度波纹流道内的流阻与传热过程进行模拟计算,通过比较表面摩擦系数f与传热因子j,表明波纹高度是影响空气在波纹流道内的流阻与传热过程的重要因素,结果可为进一步优化设计空气-水波纹板式加热器提供重要参考.

基于噪声调制的薄膜电阻加热温度控制系统

基于脉宽调制(PWM)技术的控制系统广泛应用于工业和日常生活中,随机脉宽调制(RP-WM)技术也已提出。利用耦合到系统的环境噪声和系统本身的噪声经加工处理后调制控制信号,由噪声信号的自相关函数和功率谱密度函数给出噪声调制脉冲的平均开关频率和平均加热功率的计算方法。利用模拟器件设计了一个简单的基于噪声调制的薄膜电阻加热温度控制系统。实验表明:控制系统能够稳定地运行,在一定范围内能抑制噪声,实现了高精度温度控制。

纯净空气来流的超音速燃烧室试验与数值模拟研究

超音速燃烧室试验设备需要加热空气达到所模拟的飞行状态的总焓,采用电阻加热器可以提供纯净的来流空气。西北工业大学建立了采用连续式电阻加热器的超音速燃烧室直连式试验平台。设备的初步调试结果显示:该电阻加热器最高可将流量0.73 kg/s的来流空气加热至1000 K,可以利用该平台进行低飞行马赫数的超音速燃烧室试验研究。本文利用该试验平台进行了超音速来流条件下的氢气燃烧试验研究,并在此基础上开展了氢气燃烧的数值模拟研究,数值模拟结果和试验结果吻合较好。

波纹倾角β对空气在波纹流道内的流阻与传热影响的数值分析

空气-水波纹板式加热器不同于传统的肋片管式加热器,它是一次表面换热器,具有结构紧凑、高效的特点,可用于气-水加热与热能回收等场合。利用Fluent对空气在波纹倾角β=30°、45°和60°流道内的流阻与传热特性进行了模拟,计算了表面摩擦系数f、努塞尔数Nu及传热因子与表面摩擦系数的比值j/f,表明波纹倾角是影响空气在波纹流道内的流阻与传热过程的一个重要因素,通过比较可为进一步优化设计空气-水波纹板式加热器提供一定的参考。

取消GGH后湿法烟气脱硫系统设计方案

对湿法烟气脱硫系统取消烟气换热器(GGH)后需注意的问题进行了深入的分析和探讨,主要包括脱硫增压风机压头的确定、吸收塔入口烟道的防腐措施、烟气事故喷淋装置的设置方案、烟囱冷凝水收集措施和计算以及"石膏雨"的预防等。结合工程实例,分析了脱硫增压风机的压头选取、定量地计算了烟气事故喷淋水量和烟囱冷凝水量等,为脱硫系统取消GGH后的设计、运行提供了理论依据。

热电厂15CrMo钢管高温蒸汽氧化腐蚀机理研究

研究某热电厂锅炉过热器15CrMo钢管在540℃/3.9 MPa条件下运行3000 h发生高温蒸汽氧化失效行为。利用X衍射、扫描电镜和电子探针等对15CrMo锅炉氧化层形貌和氧化膜成分进行组织结构观察和分析,结合高温水蒸气存在的情况下氧化膜生长理论,分析了这一特定条件下高温蒸汽氧化层的形成机理及其非正常失效原因。15CrMo钢在较短的服役过程中珠光体组织球化严重,达到4～5级,组织结构的退化导致力学性能严重下降同时炉管内壁发生严重的内氧化,从而降低管壁的有效厚度造成承压能力下降。晶界优先腐蚀,靠近晶界的基体组织内部形成大量孔洞,孔洞的形成是因离子扩散优先形成氧化点引起。氧化腐蚀产物分为内外两层,内氧化层结构疏松,方便了气体分子和金属离子的扩散,加剧了高温氧化的进行。

ASN1950/1000型动叶调节轴流式送风机失速原因分析

宝鸡第二发电有限责任公司ASN1950/1000型动叶调节轴流式锅炉送风机,在2003年7、8月曾经相继发生10次失速。通过对风机运行参数的分析及二次风系统的检查,认为其主要是暖风器阻力增加,造成锅炉二次风系统阻力增加所致。对暖风器积灰清理后,送风机电流、风机出口风压、二次风暖风器差压大幅度降低,风机运动工况良好,未再发生失速。

MOCVD反应管中石墨基座高温控制技术研究

本文研究了使用电阻丝加热的MOCVD反应管中加热器的控制技术,报道了具有通用性的自动限流控制电路工作原理及其调试方法.本技术主要适用于高电阻温度系数加热元件的控制及保护,已成功地应用于MOCVD反应管中高温控制,加热器的使用寿命得到了显著提高.

行波管阴极和热子组件的热特性的数值模拟和实验研究

阴极热子组件作为星载行波管的核心部件,要求它具备稳定可靠、寿命长久、低功耗的特点。该文利用数值模拟和热测实验对某星载行波管阴极热子组件结构开展了研究,提出一种接触热阻估算方法,模拟了阴极热子组件结构热特性,设计并完成了阴极热子组件结构热测实验,首次获取了结构在一系列热子加热功率下由内到外的温度实测数据。进一步,通过修正阴极热子组件结构热模拟边界及激励,迭代得到接触热阻值,获取了一种高可靠的阴极热子组件结构热模型,实验表明,该热模型阴极温度计算精度在5%以内,结构最大温度计算误差不超过72?C。

标准ASME PTC 4.3—1968和ASME PTC4.3—2017关于空气预热器性能计算区别

本文针对实际工程常用的美国标准ASME PTC 4.3—1968和ASME PTC 4.3—2017中关于空气预热器性能计算方法的区别进行了分析,详细比较了空气预热器漏风率计算及修正、烟气阻力修正的差异。试验案例计算结果表明:2个标准计算的空气预热器漏风率结果相对偏差值为2.06%,得空气预热器漏风率修正值的相对值偏差为12.73%,烟气阻力修正值的相对值偏差为22.91%;如果将ASME PTC 4.3—1968标准修正公式中烟气量改成基于每小时计量,则2个标准计算的漏风率修正值的相对值偏差为2.62%,烟气阻力修正值的相对值偏差为1.28%。

电热固液蚊香的研制与应用

燃点式蚊香有明火、灰尘及刺激性;电热片蚊香需每天换片且使用后期药效明显下降;电热液体蚊香药液挥发不均而影响防效且易外溢,新研制的电热固液蚊香弥补了上述不足,其常温下呈固态,便于保存及运输;每小盒药剂可连续使用10天左右,(每天以10h计)。其击倒速度快,药效稳定;经不同地区不同蚊虫的测试,使用1—100h,其KT_(50)不超过5分钟。且成本低廉,使用方便安全,是一种理想的防蚊药剂。